CN107816820A - 一种连续制冰系统 - Google Patents

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Abstract

一种连续制冰系统，包括制冷剂管件连接的压缩机、冷凝器和多台制冰器,其中：在制冰模式工作时，制冷剂经压缩机压缩为高温高压的气体，然后排入冷凝器被冷凝成中温高压的液体，然后排入制冰器中吸热蒸发成为低温低压的气体，最后返回压缩机重新压缩进入循环；在脱冰模式工作时，制冷剂经压缩机压缩为高温高压的气体，然后排入制冰器冷凝为液体，然后排入冷凝器中吸热蒸发成气体，最后返回压缩机重新压缩进入循环。本发明解决了传统制冰机分组脱冰时间长、采用热气旁通方法导致压缩机吸气带液严重的缺点，大幅提高制冰效率，节约电能，提高制冰机的可靠性和使用寿命。

Description

一种连续制冰系统
技术领域
本发明涉及制冷技术领域，特别是涉及利用压缩机的排热来进行脱冰的一种连续制冰系统。
背景技术
目前，大型的食用冰制冰设备存在工作效率低、能耗高、管道和设备复杂、故障率高的弊端。究其原因，主要是此类设备多采用分组制冰-脱冰工作模式，导致其存在如下缺陷：
(1)分组制冰-脱冰模式造成制冷部件多、管路连接复杂，分组轮流脱冰的等待时间长，单位时间的制冰效率低；
(2)设备采用简单的热气旁通方法进行脱冰，造成排气热量利用率低、脱冰时间长，并且脱冰热气中会夹带大量的液态制冷剂进入压缩机，导致压缩机长期带液压缩工作，减少压缩机寿命；
(3)采用简单的热气旁通脱冰，没有蒸发环节，也会因为压缩机吸气带液造成液击现象，从而导致压缩机损坏。
发明内容
本发明为了克服上述的现有技术不足之处，提供了一种连续制冰系统，利用压缩机的排热来进行脱冰，从而连续、批量的实现制冰生产，提高了制冰机的生产效率和能源利用率，同时解决脱冰时制冷剂液体回到压缩机造成压缩机损坏的问题。
具体的，本发明采用了如下的技术方案。
一种连续制冰系统，包括制冷剂管件连接的压缩机、冷凝器和多台制冰器,其中：
在制冰模式工作时，制冷剂经压缩机压缩为高温高压的气体，然后排入冷凝器被冷凝成中温高压的液体，然后排入制冰器中吸热蒸发成为低温低压的气体，最后返回压缩机重新压缩进入循环，制冰器在此过程中连续制冷产冰；
在脱冰模式工作时，制冷剂经压缩机压缩为高温高压的气体，然后排入制冰器冷凝为液体，然后排入冷凝器中吸热蒸发成气体，最后返回压缩机重新压缩进入循环，制冰器在此过程中连续吸热脱冰。
作为上述技术方案的改进，还包括油分离器、气液分离器，压缩机内的制冷剂经油分离器排出，制冷剂经气液分离器返回压缩机。
作为上述技术方案的改进，还包括四通换向阀、回热器，油分离器、冷凝器、制冰器、回热器分别与四通换向阀连接；在制冰模式工作时，四通换向阀切换进入制冰导通模式，在该模式中，压缩机排出的制冷剂经油分离器、四通换向阀进入冷凝器，然后流经回热器进入制冰器，然后经过四通换向阀、回热器、气液分离器返回压缩机；在脱冰模式工作时，四通换向阀切换进入脱冰导通模式，在该模式中，压缩机排出的制冷剂经油分离器、四通换向阀进入制冰器，然后进入冷凝器形成气液混合物，再经四通换向阀进入回热器，然后进入气液分离器返回压缩机。
作为上述技术方案的改进，在四通换向阀配合压缩机的一端、以及气液分离器的入口之间串联有第一电磁阀，每一次结束制冰模式工作并进入脱冰模式工作之前，该第一电磁阀将开启以平衡制冷系统高、低压侧的压力，直到四通换向阀完成从制冰导通模式到脱冰导通模式的切换动作后，该第一电磁阀重新关闭。
作为上述技术方案的改进，还包括第二电磁阀、节流阀、第一单向阀，节流阀、第一单向阀并联；在制冰模式工作时，回热器排出的制冷剂依次经过第二电磁阀、节流阀调节为低温低压的液体进入制冰器，在脱冰模式工作时，制冰器排出的制冷剂则依次经第一单向阀、第二电磁阀进入回热器。
作为上述技术方案的改进，还包括储液罐、过滤器、视液镜、球阀，在制冰模式工作时，冷凝器排出的制冷剂依次经过滤器、视液镜、储液罐通往回热器，在脱冰模式工作时，回热器排出的制冷剂经设于旁路的球阀绕过储液罐通往冷凝器。
可选的，还包括第二单向阀、第三单向阀，在制冰模式工作时，冷凝器排出的制冷剂经第二单向阀进入储液罐，在脱冰模式工作时，回热器排出的制冷剂经旁路中的第三单向阀通往冷凝器。
可选的，还包括第三单向阀、第四单向阀、第五单向阀，所述的冷凝器则采用壳管式换热器等不适宜双向流动的换热器，所述的冷凝器具有蒸发器；在制冰模式工作时，储液罐排出的制冷剂经第四单向阀进入回热器，在脱冰模式工作时，回热器排出的制冷剂经旁路中的第三单向阀通往蒸发器，然后经第五单向阀通往四通换向阀。
可选的，还设有与油分离器级联的储气器，压缩机内的制冷剂依次经油分离器、储气器排出。
进一步的，还包括分别获取压缩机进出口制冷剂压力值的压力表、从压力表获取压力值的压力控制器、受压力控制器控制的第三电磁阀；在制冰模式工作时，制冰器排出的制冷剂经第三电磁阀通往四通换向阀；在脱冰模式工作时，储气器排出的制冷剂依次经四通换向阀、第三电磁阀通往制冰器，并且在此过程中由压力控制器控制第三电磁阀间歇性的短暂关闭。
上述技术方案具有如下特点：
(1)无论制冰器数量多少，都作为一组同时进行制冰或脱冰，相比多组制冰器交替工作的模式，可以节省分组工作时的等待时间，相同系统配置下可以得到更高的产量。
(2)由于缩短了制冰周期，压缩机和制冷部件配置可以相应减小，降低单位产量的耗电量。
(3)可以实现不停机进行在线压力平衡，提高了四通换向阀和压缩机的使用寿命。
(4)采用制冷剂逆运行脱冰，在制冰器中冷凝的液体先进入冷凝器进行蒸发，然后经过回热器换热，最后通过气液分离器分离，三重措施避免压缩机吸气带液，减少压缩机故障。
(5)采用脱冰蓄热技术可以避免低温环境下脱冰热量不足的影响，制冰器数量将不受限制，可实现制冰机的大型化，节能更加突出。
因此，与现有技术相比，本发明可以显著的解决传统制冰机分组脱冰时间长、采用热气旁通方法导致压缩机吸气带液严重的缺点，大幅提高制冰效率，节约电能，提高制冰机的可靠性和使用寿命。
附图说明
图1是本发明的实施例一的结构示意图。
图2是本发明的实施例二的结构示意图。
图3是本发明的实施例三的结构示意图。
具体实施方式
如图1到图3所示，一种连续制冰系统，包括制冷剂管件连接的压缩机1、冷凝器3和多台制冰器12,其中：
在制冰模式工作时，制冷剂经压缩机1压缩为高温高压的气体，然后排入冷凝器3被冷凝成中温高压的液体，然后排入制冰器12中吸热蒸发成为低温低压的气体，最后返回压缩机1重新压缩进入循环，制冰器12在此过程中连续制冷产冰；
在脱冰模式工作时，制冷剂经压缩机1压缩为高温高压的气体，然后排入制冰器12冷凝为液体，然后排入冷凝器3中吸热蒸发成气体，最后返回压缩机1重新压缩进入循环，制冰器12在此过程中连续吸热脱冰。
上述技术方案中的一种连续制冰系统，采用制冷剂逆运行脱冰，显著解决了传统分组制冰-脱冰模式造成制冷部件多、管路连接复杂的问题；无论制冰器12数量多少，都作为一组同时进行制冰或脱冰，相比多组制冰器交替工作的模式，可以节省分组工作时的等待时间，相同系统配置下可以得到更高的产量；而且由于缩短了制冰周期，压缩机1和制冷部件配置可以相应减小，降低单位产量的耗电量。
作为上述技术方案的改进，还包括油分离器2、气液分离器16，压缩机1内的制冷剂经油分离器2排出，制冷剂经气液分离器16返回压缩机1。通过气液分离器16分离制冷剂，避免压缩机1吸气带液，减少因液击造成的压缩机故障。
作为上述技术方案的改进，还包括四通换向阀13、回热器101，油分离器2、冷凝器3、制冰器12、回热器101分别与四通换向阀13连接；在制冰模式工作时，四通换向阀13切换进入制冰导通模式，在该模式中，压缩机1排出的制冷剂经油分离器2、四通换向阀13进入冷凝器3，然后流经回热器101进入制冰器12，然后经过四通换向阀13、回热器101、气液分离器16返回压缩机1；在脱冰模式工作时，四通换向阀13切换进入脱冰导通模式，在该模式中，压缩机1排出的制冷剂经油分离器2、四通换向阀13进入制冰器12，然后进入冷凝器3形成气液混合物，再经四通换向阀13进入回热器101，然后进入气液分离器16返回压缩机1。通过四通换向阀13实现不停机状态下改变制冷剂流向,配合回热器101进行二次换热，保证压缩机1在脱冰时吸入的是充分吸热的制冷剂气体，避免了脱冰过程压缩机回液的现象，大大提高了制冰机的可靠性和使用寿命。
作为上述技术方案的改进，在四通换向阀13配合压缩机1的一端、以及气液分离器16的入口之间串联有第一电磁阀102，每一次结束制冰模式工作并进入脱冰模式工作之前，该第一电磁阀102将开启以平衡制冷系统高、低压侧的压力，直到四通换向阀13完成从制冰导通模式到脱冰导通模式的切换动作后，该第一电磁阀102重新关闭。通过四通换向阀13和旁通的第一电磁阀102的配合工作，实现了热气旁通的压力平衡，解决了不停机状态下切换四通换向阀13可能造成“卡死”的问题，可以有效的保障制冰机连续制冰、脱冰工作。
作为上述技术方案的改进，还包括第二电磁阀101、节流阀11、第一单向阀73，节流阀11、第一单向阀73并联；在制冰模式工作时，回热器101排出的制冷剂依次经过第二电磁阀101、节流阀11调节为低温低压的液体进入制冰器12，在脱冰模式工作时，制冰器12排出的制冷剂则依次经第一单向阀73、第二电磁阀101进入回热器101。
作为上述技术方案的改进，还包括储液罐8、过滤器4、视液镜5、球阀6，在制冰模式工作时，冷凝器3排出的制冷剂依次经过滤器4、视液镜5、储液罐8通往回热器101，在脱冰模式工作时，回热器101排出的制冷剂经设于旁路的球阀6绕过储液罐8通往冷凝器3。
采用上述技术方案及其改进的方案，本发明的一种连续制冰系统有多种实施方式，具体如下。
【实施例一】
在上述技术方案及其改进的方案的基础上，还包括第二单向阀71、第三单向阀72，在制冰模式工作时，冷凝器3排出的制冷剂经第二单向阀71进入储液罐8，在脱冰模式工作时，回热器101排出的制冷剂经旁路中的第三单向阀72通往冷凝器3。
本实施例适用于采用了支持双向流动的冷凝器的制冰系统，在脱冰时直接利用冷凝器3将回流的制冷剂蒸发成气液混合物。
【实施例二】
本实施例与实施例一略有不同，在上述技术方案及其改进的方案的基础上，还包括第三单向阀72、第三单向阀74、第五单向阀75，所述的冷凝器3则采用壳管式换热器等不适宜双向流动的换热器，所述的冷凝器3具有蒸发器；在制冰模式工作时，储液罐8排出的制冷剂经第三单向阀74进入回热器101，在脱冰模式工作时，回热器101排出的制冷剂经旁路中的第三单向阀72通往蒸发器17，然后经第五单向阀75通往四通换向阀13。
本实施例适用于采用了不可逆流的冷凝器3的制冰系统，在脱冰时利用冷凝器3外设的蒸发器17将回流的制冷剂蒸发成气液混合物。
【实施例三】
在上述技术方案及其改进的方案的基础上，还设有与油分离器2级联的储气器18，压缩机1内的制冷剂依次经油分离器2、储气器18排出。利用储气器18蓄积大量热量，然后在制冰器12释放，达到加快脱冰速度的效果，可以解决在低温环境下脱冰热量不足的问题，提高单位时间的冰产量。
进一步的，还包括分别获取压缩机1进出口制冷剂压力值的压力表141和压力表142、从压力表141和压力表142获取压力值的压力控制器15、受压力控制器15控制的第三电磁阀103；在制冰模式工作时，制冰器12排出的制冷剂经第三电磁阀103通往四通换向阀13；在脱冰模式工作时，储气器18排出的制冷剂依次经四通换向阀13、第三电磁阀103通往制冰器12，并且在第三电磁阀103此过程中由压力控制器15控制间歇性的短暂关闭。通过压力控制器15对第三电磁阀103的实时控制，可以使制冷剂气体压力升高，从而进一步的显著提高热量蓄积效果。
本实施例可以应用于其他的实施例中。
综上所述，本领域的普通技术人员阅读本发明文件后，根据本发明的技术方案和技术构思无需创造性脑力劳动而做出其他各种相应的变换方案，均属于本发明所保护的范围。

Claims (10)

1.一种连续制冰系统，包括制冷剂管件连接的压缩机、冷凝器和多台制冰器,其特征在于：
在制冰模式工作时，制冷剂经压缩机压缩为高温高压的气体，然后排入冷凝器被冷凝成中温高压的液体，然后排入制冰器中吸热蒸发成为低温低压的气体，最后返回压缩机重新压缩进入循环，制冰器在此过程中连续制冷产冰；
在脱冰模式工作时，制冷剂经压缩机压缩为高温高压的气体，然后排入制冰器冷凝为液体，然后排入冷凝器中吸热蒸发成气体，最后返回压缩机重新压缩进入循环，制冰器在此过程中连续吸热脱冰。
2.根据权利要求1所述的一种连续制冰系统，其特征在于：还包括油分离器、气液分离器，压缩机内的制冷剂经油分离器排出，制冷剂经气液分离器返回压缩机。
3.根据权利要求2所述的一种连续制冰系统，其特征在于：还包括四通换向阀、回热器，油分离器、冷凝器、制冰器、回热器分别与四通换向阀连接；在制冰模式工作时，四通换向阀切换进入制冰导通模式，在该模式中，压缩机排出的制冷剂经油分离器、四通换向阀进入冷凝器，然后流经回热器进入制冰器，然后经过四通换向阀、回热器、气液分离器返回压缩机；在脱冰模式工作时，四通换向阀切换进入脱冰导通模式，在该模式中，压缩机排出的制冷剂经油分离器、四通换向阀进入制冰器，然后进入冷凝器形成气液混合物，再经四通换向阀进入回热器，然后进入气液分离器返回压缩机。
4.根据权利要求3所述的一种连续制冰系统，其特征在于：在四通换向阀配合压缩机的一端、以及气液分离器的入口之间串联有第一电磁阀，每一次结束制冰模式工作并进入脱冰模式工作之前，该第一电磁阀将开启以平衡制冷系统高、低压侧的压力，直到四通换向阀完成从制冰导通模式到脱冰导通模式的切换动作后，该第一电磁阀重新关闭。
5.根据权利要求3所述的一种连续制冰系统，其特征在于：还包括第二电磁阀、节流阀、第一单向阀，节流阀、第一单向阀并联；在制冰模式工作时，回热器排出的制冷剂依次经过第二电磁阀、节流阀调节为低温低压的液体进入制冰器，在脱冰模式工作时，制冰器排出的制冷剂则依次经第一单向阀、第二电磁阀进入回热器。
6.根据权利要求3所述的一种连续制冰系统，其特征在于：还包括储液罐、过滤器、视液镜、球阀，在制冰模式工作时，冷凝器排出的制冷剂依次经过滤器、视液镜、储液罐通往回热器，在脱冰模式工作时，回热器排出的制冷剂经设于旁路的球阀绕过储液罐通往冷凝器。
7.根据权利要求6所述的一种连续制冰系统，其特征在于：还包括第二单向阀、第三单向阀，在制冰模式工作时，冷凝器排出的制冷剂经第二单向阀进入储液罐，在脱冰模式工作时，回热器排出的制冷剂经旁路中的第三单向阀通往冷凝器。
8.根据权利要求6所述的一种连续制冰系统，其特征在于：还包括第三单向阀、第四单向阀、第五单向阀，所述的冷凝器则采用壳管式换热器等不适宜双向流动的换热器，所述的冷凝器具有蒸发器；在制冰模式工作时，储液罐排出的制冷剂经第四单向阀进入回热器，在脱冰模式工作时，回热器排出的制冷剂经旁路中的第三单向阀通往蒸发器，然后经第五单向阀通往四通换向阀。
9.根据权利要求3到8任一项所述的一种连续制冰系统，其特征在于：还设有与油分离器级联的储气器，压缩机内的制冷剂依次经油分离器、储气器排出。
10.根据权利要求9所述的一种连续制冰系统，其特征在于：还包括分别获取压缩机进出口制冷剂压力值的压力表、从压力表获取压力值的压力控制器、受压力控制器控制的第三电磁阀；在制冰模式工作时，制冰器排出的制冷剂经第三电磁阀通往四通换向阀；在脱冰模式工作时，储气器排出的制冷剂依次经四通换向阀、第三电磁阀通往制冰器，并且在此过程中由压力控制器控制第三电磁阀间歇性的短暂关闭。
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